KR101404482B1 - 초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부; 프리폴리머 10 내지 60중량부; 경화제 5 내지 30중량부; 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부; 충진제 5 내지 1,000중량부; 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 시공시 신속하게 경화되어 시공시간을 단축시키면서도, 몰탈 조성물이 요구하는 충분한 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 내구성능을 제공하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물은 손상부에 설치되는 보강구조물의 구멍 사이로 혼입되어 일체화됨으로써, 신구 접착층에서의 분리로 인한 탈락을 방지하여 안정적인 보강을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법{Quick Hardening Repairing Mortar Composition and Constructing Methods Using Thereof}
본 발명은 초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속도로, 활주 및/또는 철로 등의 콘크리트 구조물의 손상부를 신속히 복원시키는 시공에 적용 가능하도록 한 고성능의 휨강도, 부착강도 등의 특성을 갖는 초속경 보수용 몰탈 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로의 노면, 활주, 철로 및/또는 건물 등의 콘크리트 구조물의 손상부위를 보수 및/또는 보강하기 위한 보수공사에는 조강 포틀랜드 시멘트가 사용되고 있다.
조강 포틀랜드 시멘트는 일반 시멘트에 비하여 시공성이 우수한 장점이 있으나, 투수성이 높아 염화물이나 수분의 침투가 발생하여 콘크리트가 부식되는 문제가 있다.
특히, 조강 포틀랜드 시멘트는 그 특성상 콘크리트가 경화되는 양생시간이 오래 소요되기 때문에 작업의 특성상 짧은 시간 내에 마무리하여야 하는 긴급 보수공사에 사용하기 곤란한 점이 있다.
최근 긴급 보수공사에 사용되는 조강 포틀랜드 시멘트의 단점을 보완하기 위해 콘크리트에 폴리머 에멀젼을 첨가한 폴리머 시멘트 콘크리트의 사용이 점차 증가하고 있다.
그러나 기존 폴리머 시멘트 콘크리트는 고가의 폴리머 디스퍼젼을 사용함으로써 공사비의 상승 원인을 제공한다.
또한, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트는 그 재료 자체의 특성으로 인해 초기 수분 증발이 신속이 진행되어 초기 플라스틱 균열이 발생할 가능성이 있고, 건조 수축 및 수화열이 높아 균열발생이 용이하다.
더욱이, 콘크리트 구조물의 손상면을 신속하게 보수하기 위해 에폭시 수지를 이용하여 보수하는 방법이 사용되고 있지만, 상기 에폭시 수지가 콘크리트 손상면에 적용될 경우, 모세관현상에 의해 습기가 콘크리트 손상면과 에폭시 수지에 작용하여 서로 탈리되는 현상이 종종 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 급결제를 사용하여 콘크리트를 신속하게 경화시키는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 현재 국내에서 일반적으로 사용되는 급결제로는 소듐실리케이트 및/또는 포타슘실리케이트를 주성분으로 하는 무기염계 급결제가 있고, 하소한 명반석으로 수산화칼슘과 반응하여 칼슘알루미네이트 수화물, 에트링가이트 등을 생성시켜 시멘트를 급결시키는 급경성 광물을 포함하는 급결제가 있으며, 칼슘알루미네이트 및/또는 칼슘설포알루미네이트계를 포함하는 시멘트계 급결제가 있다.
여기서, 상기 시멘트계 급결제는 전술한 무기염계 및 급경성 광물을 포함하는 급결제 보다 장기 강도가 우수하다.
하지만, 상기 시멘트계 급결제는 알칼리성을 띄므로 이를 다량 사용하면 폐쇄공간 등의 특정장소에서 작업하기 곤란하고, 주변토양을 오염시킬 가능성이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0759370호(등록일:2007.09.11)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 시공시 신속하게 경화되어 시공시간을 단축시키면서도, 몰탈 조성물이 요구하는 충분한 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 내구성능을 제공하고자 한다.
본 발명은
시멘트 100중량부를 기준으로,
메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부;
프리폴리머 10 내지 60중량부;
경화제 5 내지 30중량부;
칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부;
충진제 5 내지 1,000중량부; 및
감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 보수가 필요한 손상된 시공 대상면을 커팅하여 제거하는 커팅단계;
상기 커팅단계가 종료된 시공 대상면의 이물질을 제거하는 단계;
이물질이 제거된 시공 대상면 바닥에 결합수단을 적어도 하나 이상 설치한 뒤 상기 결합수단에 길이방향으로 확장된 보강수단을 연결설치하는 보강구조물 설치단계;
상기 보강구조물 설치단계가 종료된 시공면에 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부, 프리폴리머 10 내지 60중량부, 경화제 5 내지 30중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 충진제 5 내지 1,000중량부, 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 타설하는 타설단계;
상기 타설단계가 종료된 후 보수용 몰탈 조성물을 경화하는 경화단계; 및
상기 경화단계가 종료된 후 시공면을 건조시키는 건조단계를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 시공시 신속하게 경화되어 시공시간을 단축시키면서도, 몰탈 조성물이 요구하는 충분한 압축강도, 휨강도, 부착강도 및 내구성능을 제공하는 효과가 있다.
또한, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물은 손상부에 설치되는 보강구조물의 구멍 사이로 혼입되어 일체화됨으로써, 신구 접착층에서의 분리로 인한 탈락을 방지하여 안정적인 보강을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보강구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보강구조물을 이용한 시공형태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보강수단을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 보강수단을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부; 프리폴리머 10 내지 60중량부; 경화제 5 내지 30중량부; 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부; 충진제 5 내지 1,000중량부; 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 보수가 필요한 손상된 시공 대상면을 커팅하여 제거하는 커팅단계; 상기 커팅단계가 종료된 시공 대상면의 이물질을 제거하는 단계; 이물질이 제거된 시공 대상면 바닥에 결합수단을 적어도 하나 이상 설치한 뒤 상기 결합수단에 길이방향으로 확장된 보강수단을 연결설치하는 보강구조물 설치단계; 보강구조물 설치단계가 종료된 시공면에 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부, 프리폴리머 10 내지 60중량부, 경화제 5 내지 30중량, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 충진제 5 내지 1,000중량부, 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 타설하는 타설단계; 상기 타설단계가 종료된 후 보수용 몰탈 조성물을 경화하는 경화단계; 및 상기 경화단계가 종료된 후 시공면을 건조시키는 건조단계를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초속경 보수성 몰탈은 고속도로, 활주로 및/또는 철로, 특정적으로 고속철로 등의 콘크리트 구조물의 손상부를 신속히 복원시키는 시공에 적용 가능한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 초속경 보수성 몰탈이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 시멘트로는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트, 마이크로시멘트 등의 특수 시멘트를 사용할 수 있다. 나머지 성분들의 함량은 시멘트 100중량부를 기준으로 한다.
바람직한 시멘트로는 마이크로시멘트를 사용하는 것을 추천한다.
상기 마이크로시멘트는 시멘트 초기강도 및 시멘트 경화체의 장기강도를 증진시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 마이크로시멘트라면 특별히 한정되지 않는다.
특히, 상기 마이크로시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트의 블레인 분말도 약 2,800 내지 3,500㎠/g과 비교하여 매우 미립으로 구성되어 물과 접촉하여 시멘트의 수화반응이 빠르게 진행되기 때문에 시멘트의 초기강도를 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시멘트 경화제의 장기강도 역시 증진된다.
더욱이, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 상기 마이크로시멘트를 포함함으로써, 휨강도 및 압축강도가 우수하다.
상기 마이크로시멘트의 바람직한 블레인(blaine) 비표면적은 4,000 내지 12,000cm2/g, 보다 바람직하게는 7,000 내지 10,000cm2/g, 추천하기로는 약 8,000cm2/g인 것이 좋다.
본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 보수용 몰탈 조성물이 우수한 접착력을 갖도록 하는 동시에, 우수한 바인더 물성 및 기계적 물성을 유지하여 타설 후 신속한 경화를 진행하하여도 크랙 및 탈락현상을 현저하게 개선할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타크릴레이트 혼합물에 SIS(stylene isoprene stylene), SBR(stylene butadiene rubber), SBS(stylene butadiene stylene) 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다.
이때, 상기 SIS, SBR 및/또는 SBS의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 투입시에 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성에 문제가 발생될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
바람직한 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 20 내지 80중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 프리폴리머는 초속경 보수용 몰탈 조성물이 시공면에 타설, 예를 들면 보수하고자 하는 시공면에 타설된 후 신속히 경화될 수 있도록 하는 고분자 수지로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 프리폴리머라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 프리폴리머로는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
특정적으로, 본 발명에 따른 프리폴리머는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들 중 선택된 적어도 두 개 이상의 혼합물 25 내지 30중량%와 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 70 내지 75중량%를 반응시켜 제조한 폴리우레탄 프리폴리머를 사용하는 것을 추천한다.
여기서, 상기 프리폴리머에 포함된 폴리올은 경화 전에는 유동성, 작업성에 영향을 주고, 경화 후에는 물리적, 화학적 성능에 영향을 주며, 과다하게 사용 시 경화 중 표면에 블리스터링(Blistering) 현상과 얼룩이 발생할 수 있으므로, 그 사용량을 적절히 조절하는 것이 바람직하며, 추천하기로는 시멘트 100중량부 기준으로, 10 내지 60중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 경화제는 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 포함된 메틸메타아크릴레이트 및/또는 프리폴리머를 신속히 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부를 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 경화제로는 2-디에틸아미노에틸아민, N-부틸디에탄올아민, 2-디이소프로필아미노에틸아민, 3-디메틸아미노-1-프로필아민, 3-디에틸아미노프로필아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 3-디부틸아미노프로필아민, 트리프로판올아민, 메틸아민, N,N-디메틸 에탄올아민, 사이클로헥실아민, 3-디메틸아미노프로, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4' 메틸렌 비스(사이클로 헥실 이소시아네이트), 피마자유, 예를 들면 피마자유, 수소화피마자유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 프리폴리머를 경화시키기 위해서 사용되는 경화제로는 피마자유를 사용하는 것을 추천하는바, 바람직하게는 상기 경화제 전체 중량을 기준으로 10 내지 30중량%의 피마자유를 포함하는 것이 좋다.
특정적으로, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 보다 신속한 경화를 위해 부가적으로 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 경화촉진제는 초속경 보수용 몰탈 조성물 전체 중량부 기준으로 0.2 내지 2중량부를 포함할 수 있다.
상기 경화촉진제의 함량이 0.2중량부 미만인 경우에는 첨가시 겨울철 저온에서 경화속도가 느려져 차량이나 항공기 등이 소통할 수 있도록 도로를 개방하는 시간이 많이 지체되고, 2중량부를 초과하는 경우에는 제품의 저장 안정성 및 가사시간이 짧아져 시공에 어려움이 따르기 때문에 바람직하지 못하다.
아울러, 여름철에는 상기 경화촉진제를 투입하지 않아도 경화속도가 신속하므로, 경화촉진제를 사용하지 않는 것이 좋다.
바람직한 경화촉진제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금속염계 코발트, 디메틸 아크릴 아마이드(dimethyl acrylamide), 아민계 촉진제 중에서 선택된 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 10 내지 20중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 10중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 20중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 보다 신속한 경화를 위해 상기 칼슘설포알루미네이트 등과 반응하여 경화가 일어날 수 있도록 하는 석고를 더 포함할 수 있다.
바람직한 석고로서 무수석고 및/또는 탈황석고를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 탈황석고를 사용하는 것을 추천한다.
여기서, 상기 탈황석고는 탈황공정에서 발생되는 부산석고로서, 황 성분이 배제되어 친환경적이고, 탈황공정의 부산물을 재활용한다는 측면에서 고려될 수 있다.
상기 석고의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 초속경 보수용 몰탈 조성물 전체 중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 충진제는 초속경 보수용 몰탈 조성물에 포함되어 시멘트의 사용량을 감소시키면서도 충분한 압축강도를 제공하는 동시에, 바인더 역할을 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 충진제라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 충진제로는 쇄석, 골재, 규사, 벤톤, 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 시멘트 100중량부를 기준으로 5 내지 1,000중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 규사는 초속경 보수용 몰탈 조성물에 포함되어 바인더 역할을 수행하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용하는 규사라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 파우더 형태인 것이 좋다.
상기 파우더 형태의 규사의 입도는 특별히 제한되지 않지만, 수마이크로미터 또는 수나노미터 단위를 갖는 것을 추천한다.
상기 골재는 콘크리트 등과 같이 결합재에 의하여 뭉쳐져서 한 덩어리를 이룰 수 있는 건설용 광물질 재료이며, 화학적으로 안정하다.
상기 골재는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트와 물에 혼합하는 모래, 자갈, 현무암, 오석, 바잘트, 기타 이와 비슷한 재료를 지칭한다.
특정적으로, 상기 골재로서 약 25mm의 입경 및 약 0.7%의 흡수율을 갖는 염기성 맥암 및/또는 약 5mm의 입경 및 5.40%의 흡수율을 갖는 보크사이트를 더 포함할 수 있다.
상기 골재는 크기에 따라 0.074mm 이상 4.76mm 미만의 것은 잔골재라 하고, 4.76mm 이상의 것은 굵은 골재라 한다.
본 발명에 따른 감수제는 시멘트 입자를 대전시켜 각 입자를 분산시키기고, 감수작용으로 단위수량을 저감시켜 강도를 증가시키기 위한 것으로서, 이를 부가함에 따라 시멘트의 사용량을 감소시킬 수 있다.
상기 감수제는 당업계에서 통상적으로 사용하는 감수제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 멜라민형 및/또는 아미노 술폰산형 감수제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 감수제의 사용량은 시멘트 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 유해물질의 용출을 배제시키면서 유동성을 향상시키고, 속성경화가 가능하면서 충분한 압축강도 및 휨강도를 가질 수 있도록 하는 슬래그를 더 포함할 수 있다.
바람직한 슬래그로는 제강 슬래그(PS Ball) 및/또는 고로 슬래그를 사용할 수 있다.
이때, 상기 제강 슬래그 및/또는 고로 슬래그는 폐기 처분되던 제강 및/또는 고로 슬래그를 회수하여 재활용함으로써 부수적으로 자원 재활용 효과를 얻을 수 있다.
특정적으로, 본 발명에 따른 제강 슬래그 및/또는 고로 슬래그는 제철 또는 제강공정에서 부산물로 발생하는 것을 포집하여 사용할 수 있다.
바람직한 슬래그의 사용량은 초속경 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 20 내지 30중량부인 것이 좋고, 슬래그의 분말도는 3,700 내지 4,000cm2/g, 바람직하게는 약 3,850cm2/g이고, 밀도는 2.9 내지 3.5g/cm3, 바람직하게는 약 3.1g/cm3인 것이 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 혼합성 및 유동성을 향상시키기 위하여 유동화제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유동화제는 초속경 보수용 몰탈 조성물에 포함되어 시멘트 입자간의 응집작용을 억제함으로써, 단위수량을 유지한 상태에서 작업성을 향상시킬 수 있다.
이러한 유동화제로 바람직한 것은 리그닌계 화합물 예를 들면 리그닌술폰산염, 나프탈렌계 화합물 예를 들면 나프탈렌술폰산염, 및/또는 폴리카르본산계 화합물 예를 들면 폴리카르복실산염을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 폴리카르본산계 화합물을 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 유동화제의 사용량은 초속경 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 0.01 내지 0.1중량부인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위해 소포제를 더 포함할 수 있다.
바람직한 소포제로는 등유, 파라핀 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직한 소포제의 사용량은 초속경 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 0.1 내지 0.05중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 칼슘설포알루미네이트가 최초 수화를 시작하도록 촉진시키는 촉매 역할을 하여 초속경 보수용 몰탈 조성물이 조기에 강도를 발현할 수 있도록 하는 동시에, 수화반응의 반응율을 높이기 위하여 촉진제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 촉진제로 사용 가능한 것은 리튬, 나트륨 및 칼륨 등 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로 이루어진 군에서 한 가지 이상을 선택하여 사용할 수 있지만, 추천하기로는 리튬카르보네이트(Li2CO3)를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 촉진제의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 추천하기로는 초속경 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 0.1 내지 1중량부인 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 작업시간 및/또는 강도발현 속도 조절을 위해 지연제를 더 포함할 수 있으며, 그 사용량은 초속경 보수용 몰탈 조성물 100중량부를 기준으로 0.05 내지 0.2중량부인 것을 추천한다.
상기 지연제로서 바람직한 것은 타르타르산, 구연산, 글루콘산 등의 카르복시산 또는 그 염으로 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 보수용 몰탈 조성물 100 중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 평활제를 더 포함할 수 있다.
상기 평활제는 페이스트의 셀프 레벨링(자기충전성능)을 개선하기 위하여서 첨가되는 것으로, 폴리옥사이드계, 우레탄계 및 폴리카본산계 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 수축저감제를 더 포함할 수 있다.
상기 수축저감제는 시멘트 경화체의 건조수축을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 폴리에테르계, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물은 보수용 몰탈 조성물 100중량부 기준으로 첨가제 0.1 내지 5중량부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 첨가제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 안정제, 노화방지제(age-protecting agent), 항산화제, 오존화 방
지제, 광 보호제(light protection agent), 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 무기 열안정제, 유기 열안정제, 광라이트너(optical lightener), 가공보조제(processing aids), 유동보조제(flow aid), 윤활제, 성형-이형제(mould-release agent), 연화제 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하기 시공방법은 초속경 보수용 몰탈 조성물의 일 시공양태로서, 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 보수용 몰탈 조성물의 시공방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
본 발명에 따른 초속경 보수용 몰탈 조성물 시공방법은 보수가 필요한 손상된 시공 대상면을 커팅하여 제거하는 커팅단계;
상기 커팅단계가 종료된 시공 대상면의 이물질을 제거하는 단계;
이물질이 제거된 시공 대상면 바닥에 결합수단을 적어도 하나 이상 설치한 뒤 상기 결합수단에 길이방향으로 확장된 보강수단을 연결설치하는 보강구조물 설치단계;
상기 보강구조물 설치단계가 종료된 시공면에 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부, 프리폴리머 10 내지 60중량부, 경화제 5 내지 30중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 충진제 5 내지 1,000중량부, 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 타설하는 타설단계;
상기 타설단계가 종료된 후 보수용 몰탈 조성물을 경화하는 경화단계; 및
상기 경화단계가 종료된 후 시공면을 건조시키는 건조단계를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법을 포함한다.
여기서, 상기 보강구조물은 콘크리트 등의 손상된 부분이 제거된 시공 대상면에 타설되는 초속경 보수용 몰탈 조성물과 손상되지 않은 콘크리트와 서로 완전히 결속, 바람직하게는 일체화되도록 결속하여 서로 탈리되지 않도록 하는 동시에 초속경 보수용 몰탈 조성물이 경화된 후 균열이 발생하지 않도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 보강구조물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
하지만, 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위해, 상기 보강구조물의 일례를 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 보강구조물의 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 보강구조물을 이용한 시공방법을 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 보강수단을 나타내는 평면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 보강수단을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보강구조물(10)은 길이방향으로 확장된 적어도 하나 이상의 보강수단(20); 길이방향으로 확장되되, 일측은 상기 보강수단(20)에 연결설치되고, 상기 보강수단(20)에 연결설치된 일측에 대향되는 타측은 시공면에 삽입되어 고정되는 결합수단(30)을 포함한다.
여기서, 상기 보강구조물(10)을 구성하는 보강수단(20)은 그 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 구멍(40)이 형성되어 상기 결합수단(30)에 연결설치될 수 있다.
바람직한 보강수단(20)의 재질은 강성을 갖는 재질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 철, 스테인레스 스틸로 이루어진 것이 좋고, 그 형태는 길이방향으로 확장된 바(bar) 형태인 것을 추천한다.
또한, 상기 보강수단(20)은 복수로 구비되어 하나의 보강수단(20)이 다른 보강수단(20)과 서로 교차되도록 설치된 후 결합수단(30)에 의해 서로 고정될 수 있다.
이때, 상기 복수의 보강수단(20)은 서로 용이하게 교차된 후 결합수단(30)에 고정될 수 있도록, 길이방향으로 확장된 판상형, 예를 들면 두께 2 내지 3mm를 갖는 판상형으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 결합수단(30)은 그 일측이 시공면, 즉 보수하고자 하는 콘크리트 일면에 삽입고정되고, 삽입고정된 일측에 대향되는 타측에 보강수단(20)이 연결설치되어 상기 결합수단(30)이 시공면에 단단히 고정되도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 결합수단(30)이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 앵커볼트를 사용하는 것이 좋다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
포틀랜드 시멘트 100g, 메틸메타아크릴리에트 50g, 폴리우레탄 프리폴리머 30g, 2-디에틸아미노에틸아민 15g, 칼슘설포알루미네이트 15g, 규사 30g, 아미노 술폰산형 감수제 2.5g을 혼합하여 초속경 보수용 몰탈 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 포틀랜드 시멘트 100g 대신 마이크로시멘트 100g을 사용하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 금속염계 코발트로 이루어진 경화 촉진제 2.4g을 더 추가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 금속염계 코발트로 이루어진 경화 촉진제 2.1g을 더 추가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 3,850cm2/g의 분말도와 3.1g/cm3의 밀도를 갖는 제강 슬래그 60g을 더 추가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 리튬카르보네이트를 포함하는 촉진제 19g을 더 추가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 폴리옥사이드계를 포함하는 평활제 6g을 더 추가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 초속경 보수용 몰탈 조성물에 폴리에테르계를 포함하는 수축저감제 6g을 더 추가하여 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메틸메타아크릴레이트를 제외하고 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 칼슘설포알루미네이트를 제외하고 실시하였다.
[비교예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리우레탄 프리폴리머 및 2-디에틸아미노에틸아민을 제외하고 실시하였다.
[비교예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메틸메타아크릴레이트, 칼슘설포알루미네이트, 폴리우레탄 프리폴리머 및 2-디에틸아미노에틸아민을 제외하고 실시하였다.
[실험 1]
실시예 및 비교예에 따라 제조된 조성물을 시공면에 도포한 후 기계적 물성, 예를 들면 겔타임, 보수성, 압축강도, 휨강도, 부착강도 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
겔타임(분) 압축강도(N/mm2)/재령1일 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2)/28일
실시예 1 30 53.4 15.4 1.8
실시예 2 26 56.5 11.5 1.5
실시예 3 31 52.4 12.7 1.6
실시예 4 33 48.8 11.5 1.7
실시예 5 33 46.3 11.3 1.5
실시예 6 32 48.4 12.1 1.6
실시예 7 32 47.2 12.2 1.6
실시예 8 36 46.8 13.4 1.5
비교예 1 360분 이상 24.3 2.5 0.9
비교예 2 400분 이상 26.8 3.1 1.4
비교예 3 380분 이상 24.3 2.5 1.3
비교예 4 700분 이상 25.8 3.2 1.4
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 9에 따라 제조된 초속경 보수용 몰탈 조성물은 30분 내외로 겔화가 진행되어 경화가 신속히 이루어질 뿐만 아니라, 압축강도와 휨강도가 높은 것으로 나타났지만, 비교예1 내지 비교예 4는 6시간이 지나도 겔화가 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 압축강도와 휨강도 및 부착강도가 실시예들과 비교하여 좋지 않은 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 보강구조물 20 : 보강수단
30 : 결합수단 40 : 구멍
50 : 콘크리트 60 : 초속경 보수용 몰탈

Claims (5)

  1. 시멘트 100중량부를 기준으로,
    메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부;
    프리폴리머 10 내지 60중량부;
    경화제 5 내지 30중량부;
    칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부;
    충진제 5 내지 1,000중량부; 및
    감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트는 블레인 비표면적이 4,000 내지 12,000cm2/g인 마이크로시멘트 것을 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    프리폴리머는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 코폴리머 폴리올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물인 것을 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물.
  4. 보수가 필요한 손상된 시공 대상면을 커팅하여 제거하는 커팅단계;
    상기 커팅단계가 종료된 시공 대상면의 이물질을 제거하는 단계;
    이물질이 제거된 시공 대상면 바닥에 결합수단을 적어도 하나 이상 설치한 뒤 상기 결합수단에 길이방향으로 확장된 보강수단을 연결설치하는 보강구조물 설치단계;
    상기 보강구조물 설치단계가 종료된 시공면에 시멘트 100중량부를 기준으로, 메틸메타아크릴레이트 20 내지 80중량부, 프리폴리머 10 내지 60중량부, 경화제 5 내지 30중량부, 칼슘설포알루미네이트 10 내지 20중량부, 충진제 5 내지 1,000중량부, 및 감수제 1 내지 5중량부를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물을 타설하는 타설단계;
    상기 타설단계가 종료된 후 보수용 몰탈 조성물을 경화하는 경화단계; 및
    상기 경화단계가 종료된 후 시공면을 건조시키는 건조단계를 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보강수단은 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 구멍이 형성된 스테인레스 스틸로 이루어진 바(bar) 형태인 것을 포함하는 초속경 보수용 몰탈 조성물의 시공방법.

















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